Analysis and Trajectory Design for Supersonic Target

To seek an inexpensive supersonic target,characteristics of various targets are analyzed,its tactical and technical specifications are drafted,and a refitting scheme using big-caliber supersonic rockets is put forward. An optimization model to meet tactical and technical requirements is built,in which the speed and the trajectory angle at the end of active phase are used as the design variables and the horizontal flight distance of the target is used as the objective function. The simulated results show that the method is reasonable and feasible.

四火箭助推无人机起飞与降落控制算法

固定翼无人机起降过程对场地要求高,这限制了其应用与发展。为此,提出四火箭助推无人机实现短距离起降的方案,并对火箭助推无人机起降控制算法进行研究。设计火箭助推无人机起降过程的控制策略;建立无人机气动力、助推火箭作用力、发动机推力及控制律数学模型,构建无人机起降过程的动力学方程;设计一种基于PID控制的控制算法,控制目标无人机在各种干扰环境下安全稳定地完成起降过程;利用MATLAB软件编程进行仿真计算,并通过对比仿真结果与试飞结果,来验证该控制算法的有效性。结果表明:所设计的控制算法及控制律满足目标无人机起降过程的控制要求。

基于多关联模板匹配的火箭目标跟踪算法

针对火箭目标在复杂场景的跟踪问题,提出一种基于多关联模板匹配的模板匹配策略,通过仿射变换从上帧最优模板中产生多关联模板以自适应火箭目标的大小和姿态改变,提高算法的匹配精度。采用Kalman滤波器对火箭飞行进行轨迹预测。多个火箭飞行录像跟踪实验表明,该算法具有很好的匹配精度与实时性,对火箭目标的状态、大小变化与云层遮挡现象具有较好的鲁棒性。

Mean-shift改进算法在火箭目标跟踪中的应用

针对火箭目标跟踪问题,提出了一种基于改进Mean-shift算法的火箭目标跟踪算法。为克服传统Mean-shift算法难以对快速运动的火箭目标进行跟踪的问题,以及在跟踪过程中的跟踪误差累积问题。采用3帧差分法检测出火箭目标的大概位置,然后在此基础上使用Mean-shift算法实现对火箭目标的精确跟踪。仿真实验表明所提算法能够有效的实现火箭目标的跟踪,并能很好的解决跟踪过程中的跟踪误差累积问题。

简易控制超音速火箭靶弹方案最优制导律设计

针对简易控制超音速火箭靶弹方案供靶弹道设计问题,提出了一种基于粒子群方法和Gauss伪谱法相结合的火箭靶弹供靶最优制导律设计方法.该方法首先在爬升-拉平段,利用粒子群方法优化得出火箭靶弹在拉平段具有最大动能的最优射角和爬升段最优起控时间,然后利用Gauss伪谱法设计得出平飞供靶段最优控制律.仿真结果表明,该方法能够快速获得最优方案供靶弹道和方案制导律,并且可以较好地满足供靶指标,为火箭靶弹供靶弹道设计提供参考.

一种超音速火箭靶弹程序角优化方法研究

针对方案制导超音速火箭靶弹平飞段供靶性能优化问题,提出了一种俯仰程序角优化方法。考虑靶弹弹道始末端点约束及平飞段性能约束,在火箭靶弹纵向飞行平面内建立起俯仰程序角优化设计模型。基于Gauss伪谱法将飞行过程约束转化成对俯仰程序角的约束,将最优控制问题转换为对俯仰程序角的非线性规划问题;利用序列二次规划算法求解。仿真结果表明,该方法能够快速获取最优俯仰程序角,并且具有良好的鲁棒性,为实际工程设计提供参考。

基于纹理特征的火箭目标跟踪方法

为解决姿态剧烈变化的火箭目标跟踪问题,提出了一种新的基于纹理特征的跟踪方法。相对于传统的模板匹配方法,这种方法能对助推器和子级分离的捆绑式运载火箭进行跟踪。在对火箭目标特性进行分析的基础上,采用局部二值化模式(LBP)纹理特征结合Hu不变矩特征描述进行跟踪。跟踪过程中特征匹配采用简单的相似性度量准则,实时模板更新算法为加权更新。测试结果表明,这种方法对发生位移、旋转和尺度变化的火箭目标同样具有比较好的跟踪效果。

某型火箭炮弹对面积目标的毁伤仿真

某型火箭炮是新型的主战装备,对其战术技术性能的研究具有重要意义。采用仿真的方法对该型武器系统对目标的毁伤过程进行研究,可以大大节约实弹射击所需经费,并且可以动态地观察毁伤过程的细节。根据某型火箭炮弹抛撒子弹模型及子弹毁伤目标性能指标,采用理论分析和计算机模拟手段,对该型火箭炮弹对面积目标的毁伤过程进行了仿真,并得出了毁伤效率随子弹枚数和CEP的变化规律。研究成果对该型武器系统的作战运用具有借鉴意义。

基于蒙特卡洛法的水下火箭攻击弹道数学仿真研究

水下火箭是一种新型高速水中兵器,由于新武器技术跨越大相关型号信息缺乏等因素的制约,使得其超高速大变深的水下攻击弹道出现的一些现象、问题难以得到很好的解释和定位。基于蒙特卡洛法的数学思想,设计了一套数学仿真方法,并根据对模拟弹着点的统计学处理给出了相应的仿真效果评判办法。通过对某水下火箭典型攻击弹道的复现,验证了本方法的有效性和可行性。同时也对产品出现的问题给予了科学的解释及有效的定位,降低了产品研制的风险。

中远程火箭深弹对潜射击方法

火箭深弹射程与射击精度提高后 ,如再沿用以固定发射间隔 ,对同一瞄准点齐射的方法对潜射击会造成资源的浪费 ,影响毁伤概率的提高。如能充分利用现代火控系统快速解算和快速跟踪瞄准的特点 ,在齐射中合理组织散布 ,可以科学利用资源 。

低成本制导火箭弹飞行控制系统设计与仿真

为提高火箭弹的打击精度,设计了一套低成本制导火箭弹飞行控制系统。该系统结合GPS/INS组合导航技术,能够按照目标弹道对火箭弹的实际飞行弹道进行修正控制,以提高落点精度。为验证系统性能,还建立了制导火箭弹的实时仿真模型,控制算法可以加载到实物中进行半实物仿真实验,以优化控制参数,完善控制算法。经试验检验,该系统运行稳定可靠,控制精度高,具有工程应用价值。

光电测速装置的设计

主要阐述了橇载光电测速装置的基本原理和具体结构及功能实现.整套装置由光电组件、主控部分及挡光板3部分组成.光电组件和挡光板为装置提供激光信号作为有用信号,主控部分对信号进行判断、采集、存储.

航空航天类专业制导控制室内外半实物仿真实验技术研究与应用

针对航空航天类专业制导控制类课程的理论学习与实验教学的需要,进行飞行器制导控制室内外半实物仿真实验教学平台的研发。该平台以“3轴+2轴”转台作为物理实物部分,仿真计算机和制导运动控制模型作为控制核心,通过转台和目标模拟器的运动控制实现高动态目标跟踪控制。结合校企联合和航空航天行业的优势,在外场实验中模拟复杂背景下基于火箭撬平台进行导引头仿真测试,该实验技术符合实际工程应用的需求,同时具有较强创新性、先进性及推广性,能使学生深入理解高动态平台制导控制专业知识,该系统有利于提高学生的创新能力。实践表明,学生在该实验技术的学习过程中,对制导控制实验课程技术有了更深层次的认知、分析和应用,达到了良好的科研教学融合效果。

面-面火箭弹增程与突防研究

阐述了面-面火箭弹增程及突防设计原理,建立了导弹弹道仿真模型。通过飞行数值仿真比较了常规火箭弹和滑翔增程导弹的弹道特性,验证了面-面火箭弹通过滑翔增程的可行性。重点研究了滑翔增程弹分导式多弹头突防的可行性及分弹头弹道特性,并分析了该突防方案的突防概率,对今后面-面战术导弹研究有着重要的意义。

气象条件对舰载火箭炮系统射击的影响与修正

以提高某型舰载火箭炮射击精度为出发点,探讨了气象参数对火箭炮射击精度的影响及火控解算修正方法,进一步提出了研制 GPS 目标指示弹和电视侦察弹以解决气象对射击精度影响的根本问题。

基于密集度试验的单兵火箭贮存可靠性研究

立靶密集度是单兵火箭的重要战术技术指标,文中通过对某型单兵火箭进行立靶密集度试验,得到了某型单兵火箭的贮存可靠性数据。数据表明贮存期内虽然产生了老化现象,但并未对立靶密集度产生影响,同时分析了影响该项指标的薄弱环节,为提高单兵火箭质量管理水平提供了重要依据。

基于代理模型的制导火箭炮发射诸元计算方法

针对制导火箭炮发射诸元的快速计算问题,提出了一种结合大样本数据和代理模型计算发射诸元的新方法。运用代理模型建立射角、无控弹道侧偏与炮位纬度、炮位高程、射向、射程、目标点高程及药温之间的函数关系,并根据射程和无控弹道侧偏的预测值对射向进行修正。仿真结果表明,高阶多项式响应面、相关函数为高斯函数的Kriging、高阶单项式径向基函数、核函数为高斯函数的最小二乘支持向量机、激活函数为正弦函数的超限学习机以及由上述单一代理模型构建的组合代理模型均具有较高的预测精度,各种单一代理模型对射角和无控弹道侧偏的预测时间均小于1ms,证明了基于代理模型的射角和无控弹道侧偏预测方法切实可行,且通过对射向进行修正有效减小了由于地球自转引起的无控弹道侧偏。

混合目标火力分配及弹药消耗量求解方法

为了求解火箭弹攻击混合目标时的最优火力分配方案和最小弹药消耗量,利用最优化思想和加权平均的方法,提出了综合毁伤率的概念并给出其算法,将该方法用于判定混合目标整体毁伤情况。基于单一目标的最有利火力分配方法和最小弹药消耗量求解方法,建立了混合目标最优火力分配方案和最小弹药消耗量的计算模型,为实际火箭炮的作战使用和弹药预测提供了理论基础。

低成本中高空超音速靶标弹道优化设计

为了寻求一种价格低廉的中高空超音速靶标,文中拟定了战技指标,通过分析最终采用大口径超音速火箭弹改装,建立了以主动段末端速度及弹道倾角为设计变量,以供靶段水平距离为目标函数,满足战技指标的优化模型,再将优化结果反推得到主动段参量。经仿真证明该方法合理可行,可用于指导试验,能大幅度降低试验成本。

头部喷射曳光火箭靶弹气动耦合效应研究

目前常将火箭弹改为靶弹,作为低成本的靶标。为了增强士兵的可观测性,现在弹体上开喷孔加装曳光管,使其在飞行过程中向外喷射强光以显示航迹信息。文中运用CFD仿真软件对曳光火箭靶弹的三维绕流流场进行了数值模拟分析,研究不同开孔方式的气动耦合效应对气动特性及稳定性影响,得出结论:火箭靶弹曳光喷孔处产生负的滚转力矩作用在尾翼上,使翼片的压力和密度分布不对称;导致弹丸阻力系数、静力矩系数增大,升力系数减小,稳定储备量降低。